[发明专利]基于智能座椅靠背的健康指标动态监测系统及其数据处理方法

权利要求书

1.一种智能座椅靠背，其特征在于：包括靠背骨架，靠背罩套（1）套设在骨架上，柔性传感器（3）和数据传输装置（2）固定在靠背骨架和靠背罩套（1）之间，柔性传感器（3）为聚合物压电式传感器、聚合物压阻式传感器或无机陶瓷材料压力传感器的一种或两种及以上的组合；柔性传感器（3）使用屏蔽导线与数据传输装置（2）连接；数据传输装置（2）包括放大电路、数据分析模块和无线网络模块，数据传输装置（2）的放大电路、数据分析模块和无线网络模块分别与电源模块连接，电源模块使用锂电池或连接外部电源供电。

2.根据权利要求1所述的智能座椅靠背，其特征在于：柔性传感器（3）在靠背呈矩阵式分布。

3.根据权利要求2所述的智能座椅靠背，其特征在于：柔性传感器（3）的数量至少为3排3列。

4.根据权利要求1所述的智能座椅靠背，其特征在于：柔性传感器（3）采用SS-S001型号。

5.根据权利要求1所述的智能座椅靠背，其特征在于：柔性传感器（3）通过独立的屏蔽导线与数据传输装置（2）的放大电路连接。

6.根据权利要求1所述的智能座椅靠背，其特征在于：数据传输装置（2）的数据分析模块采用STM32处理器。

7.一种基于权利要求1所述的智能座椅靠背的健康指标动态监测系统，其特征在于：包括智能座椅靠背的柔性传感器（3）和数据传输装置（2），云端平台，交通工具智能系统和终端；所述云端平台与数据传输装置（2）的无线网络模块、终端通过无线方式连接；所述交通工具智能系统与数据传输装置（2）的无线网络模块通过有线或无线方式连接；所述无线方式为WIFI或交通工具智能网联系统网络；所述终端是指车载大屏、手机、PAD、计算机中的任意一种。

8.基于权利要求7所述的健康指标动态监测系统的数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：智能座椅靠背的柔性传感器（3）采集驾驶员身体贴合压力形成的信号，经过放大电路，传输给数据分析模块；

步骤二：数据分析模块统计同一传感器一段时间内连续传输的信号，将所有柔性传感器（3）统计数据进行比较，把变化幅度在设定范围内的信号作为稳定信号，并确定该柔性传感器（B2）为监测驾驶员心率和呼吸频率的主传感器，对主传感器的放大信号进行初步分析过滤，去除干扰信号；

步骤三：去除干扰的数据通过无线网络模块发送至云端平台，云端平台通过信号处理算法对信号进行分析，分离识别出呼吸率和心率，根据识别出的心率和呼吸率的数值判断驾驶员的身体状态；根据不同身体状态下对应的心率和呼吸频率，设定心率在60-100次/min，呼吸在16-20次/min，心率和呼吸有规律为正常状态；心率大于100次/min，呼吸大于20次/min，心率和呼吸有规律为疲劳驾驶状态；心率在100-160次/min，心率无规律为房颤状态；

步骤四：云端平台将驾驶员心率和呼吸频率数据发送至终端；当驾驶员处于疲劳驾驶或房颤状态，云端平台将语音提醒或警告发送到终端；或云端平台将语音提醒或警告信号通过无线网络模块发送至交通工具智能系统，根据交通工具智能系统对扬声器、刹车和灯光系统的控制设定，进行语音播报并采取相应措施；

步骤五：数据分析模块对柔性传感器（3）的工作时长进行统计，超过3.5小时，判定为疲劳驾驶，则将信息发送至云端平台，云端平台将警告信息传输至终端或交通工具智能系统，终端或交通工具智能系统发出语音提醒或警告；

步骤六：驾驶员的心率等数据经过长时间的统计和分析，每周会推送健康报告至终端，以便驾驶员了解自己的身体状态，对潜在疾病做出预判；

步骤七：数据分析模块统计一段时间内各柔性传感器所测信号电压，将各柔性传感器信号变化幅度在设定范围内的时间段作为基准时间段，取该时间段各柔性传感器的电压平均值P，作为判断驾驶习惯的基准数值；将信号发生波动的某时间段内各柔性传感器的电压数值取平均值P'，作为判断驾驶习惯的对比数值；

步骤八：在行车过程中，相对于基准数值，出现所有P'均减小时，数据分析模块判定为急刹车或刹车，取所有传感器|P'-P|的最大值，当|P'-P|≥阈值Ⅰ时为急刹车，阈值Ⅱ|P'-P|阈值Ⅰ为正常刹车；出现所有P'均增大时，判定为急速加油或加油，当|P'-P|≥阈值Ⅰ时为急速加油，阈值Ⅱ|P'-P|阈值Ⅰ为加油；

步骤九：在行车过程中，相对于基准数值，出现左列柔性传感器P'增大，右列柔性传感器P'减小，数据分析模块判定为左转弯，反之，则判定为右转弯；取所有传感器|P'-P|的最大值，当|P'-P|≥阈值Ⅰ时为急转弯，阈值Ⅱ|P'-P|阈值Ⅰ为正常转弯；

步骤十：在行车过程中，相对于基准数值，柔性传感器（3）矩阵感应到的行列信号对比数值增大或减小不均衡，数据分析模块判定驾驶员坐姿异常；

步骤十一：数据分析模块通过无线网络模块将驾驶过程中的驾驶行为信息传送给云端平台，云端平台将驾驶过程中的驾驶行为发送至终端，对于不当驾驶行为进行语音提醒，或云端平台将驾驶行为通过无线网络模块发送至交通工具智能系统，对于不当驾驶行为通过扬声器语音提醒；云端平台对驾驶过程中的驾驶行为情况进行汇总统计，通过算法分析出驾驶员驾驶习惯并发送到终端。